Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Major Telecomunicações). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Major Telecomunicações). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Tese de mestrado. Redes e Serviços de Comunicação. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Doutor em Engenharia Electrotécnica e de Computadores, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Doutor José António Ruela Simões Fernandes

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:53:19Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo5007_1.pdf: 22972969 bytes, checksum: b6cf6a13cbe73e8e56efe5431e898b20 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2004 / Nesta tese, é proposta uma nova metodologia para a caracterização do tráfego de vídeo. Um conjunto de estados são definidos através de um algoritmo de classificação baseado nos momentos de primeira e segunda ordem das seqüências de vídeo codificado. Processos de modulação e de geração de séries temporais, que possuem estatísticas associadas aos estados, definidos pelo algoritmo de classificação proposto neste trabalho, originam uma série resultante com estatísticas equivalentes às da seqüência codificada. A Metodologia proposta se destaca das demais pela sua flexibilidade e adaptação às características do tráfego a ser modelado. O procedimento de classificação adotado determina estados com variabilidade suficientemente pequena, viabilizando o emprego de modelos tradicionais. A metodologia permite o uso de modelos tanto markovianos, como de diferenciação fracionária para a geração das séries características e modulação. A variabilidade inerente às fontes de vídeo pode ser absorvida na modelagem a partir de uma escolha apropriada dos processos envolvidos. Análises efetuadas através da geração de séries para fontes individuais de vídeo e para um agregado de fontes representativas mostraram a validade da metodologia proposta. As equivalências estatísticas foram ratificadas por meio da comparação dos histogramas e gráficos quantis-quantis. Medições, envolvendo a obtenção do erro médio absoluto percentual e o critério de informação de Akaike, demonstraram que os processos modulados originam melhores resultados. O efeito da multiplexação estatística em redes de computadores, em termos da taxa de perdas de bits, foi avaliado através de simulações tanto para tráfego proveniente de fontes individuais como para o agregado de fontes de tráfego. Os resultados obtidos revelaram que a metodologia pode ser utilizada como uma ferramenta eficiente para a caracterização do tráfego de vídeo e em estudos envolvendo alocação de recursos em redes, elaboração de regras para dimensionamento de buffers nos comutadores das redes, predições de degradação de QoS causadas por congestionamento e de mecanismos de controle de congestionamento

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:08:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Flavio Geraldo Coelho Rocha.pdf: 3399518 bytes, checksum: feb6250bd7ead671989ce282786ce64e (MD5) Previous issue date: 2011-03-29 / In this dissertation, the multifractal analysis is used in the context of traffic modeling of communications networks by proposing algorithms and techniques for improving the performance of these networks. Thus, in order to better describe traffic networks, a model based on multifractal multiplicative cascade that uses autoregressive processes for multipliers modeling is proposed, the model is called CMAM (Multifractal Cascade with Multipliers Autoregressive Modeling). Simulations are carried out to evaluate the model performance on describing real video traffic traces and wired and wireless real network traffic traces. In addition, considering data loss probability as an important quality of service measure, a mathematical expression for estimating loss probability that takes into account wavelet coefficients associated to the traffic process is proposed. The expression is evaluated, among other ways, through simulations in a wireless network scenario based on OFDM / TDMA technologies. Then, an admission control scheme for network flows which is based on the proposed loss probability estimation is presented and applied to the scenario considered. Simulations show efficiency of the proposed scheme in comparison to other approaches found in the literature. In addition, an adaptive transmission rate allocation scheme that considers the characteristics of multifractal network traffic is proposed, which one is compared to an approach that considers the monofractal traffic properties. Finally, using CMAM for video traffic modeling, a rate control algorithm for video traffic in the source is presented based on exponential modeling of the scale function associated with the quantization parameter Q of the video encoder. / Nesta dissertação, a análise multifractal é utilizada no contexto de modelagem do tráfego de redes de comunicações, propondo algoritmos e técnicas para a melhoria do desempenho destas redes. Assim, com o propósito de descrever melhor o tráfego de redes, propõe-se um modelo multifractal baseado em cascata multiplicativa que utiliza processos autorregressivos para modelagem dos multiplicadores da cascata, o modelo é chamado de CMAM (Cascata Multifractal com Modelagem Autorregressiva para os Multiplicadores). Simulações utilizando o CMAM são conduzidas para avaliar o desempenho deste modelo em descrever séries reais de tráfego de vídeo, de redes com fio, e de redes sem fio. Adicionalmente, considerando a probabilidade de perda de dados como uma importante métrica de qualidade de serviço, uma expressão matemática para estimação de probabilidade de perda, que leva em consideração coeficientes wavelets associados ao processo de tráfego, é proposta. Os resultados da expressão proposta são analisados, dentre outras formas, por meio de simulações realizadas em um cenário de rede sem fio baseado no OFDM/TDMA. Em seguida, é apresentado um esquema de controle de admissão de fluxos baseado na expressão para estimação de probabilidade de perda proposta e aplicado ao cenário considerado. Simulações comprovam a eficiência do esquema proposto em comparação com outras abordagens presentes na literatura. Além disso, um esquema de alocação adaptativa de taxa de transmissão que considera as características multifractais do tráfego de redes é proposto, o qual é comparado com uma abordagem existente na literatura que considera as propriedades monofractais do tráfego. Por fim, utilizando o CMAM para modelagem multifractal do tráfego de vídeo, um algoritmo de controle de taxa de tráfego de vídeo na fonte é apresentado com base na modelagem exponencial da função de escala associada ao parâmetro de quantização Q do codificador de vídeo.